Bränslemixar av vätgas blandat med metan har testats framgångsrikt på mindre förbränningsmotorer. Så hur skulle det funka som ett framtida alternativt bränsle inom sjöfarten? Förmodligen inte så bra, visar en ny förstudie som gjorts inom Trafikverkets branschprogram Hållbar sjöfart som Lighthouse driver.

Trycket på sjöfartsindustrin att kraftigt minska sina utsläpp växer. EU har stramat åt sina regler och den internationella sjöfartsorganisationens IMO:s mål om nettonollutsläpp av växthusgaser till 2050 måste nås. Därför krävs en övergång från fossila bränslen till någon form av alternativ framdrift. Bland alla kandidater till framtidens alternativa marina bränsle finns ingen självklar Messias. Ett enda ägg i korgen kommer inte heller att räcka, utan olika typer av sjöfart kommer att kräva olika typer av framdrift. Alla potentiella kandidater måste därför testas. En av dem är HCNG (Hydrogen Compressed Natural Gas), som består av vätgas blandat med metan.

– Det har testats tekniskt på laboratorienivå, men inte hur det skulle fungera i verkligheten. Därför har vi undersökt det, både ur ett tekniskt och ett ekonomiskt perspektiv, säger Ali Hedayati på IVL Svenska Miljöinstitutet, en forskarna bakom rapporten Mixing Hydrogen and Methane as Fuel for Ship Engines.

Studien är uppdelad i tre frågeställningar. Den första handlar om hur mycket väte som bör blandas med metan för att uppnå en meningsfull nivå av koldioxidreduktion? Den andra rör var vätgasen och metan ska blandas. Ska det göras i land eller ombord? De sebare alternativet kräver både en vätgastank och en LNG-tank ombord.

– Den tredje frågan handlar om hur mycket dyrare det blir. Även om det skulle funka bra tekniskt så är grön vätgas mycket dyrare än metan. Åtminstone idag.

Resultaten visar att med 60 procent vätgas i bränslet så minskar koldioxidutsläppen med 30 procent jämfört med ren metan/LNG, och för att halvera utsläppen behöver bränslet bestå av nästan 80 procent vätgas.

– Eftersom vätgas har en låg volymmässig energitäthet krävs extremt stora tankar för att lagra den. Ett alternativ skulle vara att göra gasen flytande, men hantering av flytande vätgas är både tekniskt komplicerat och väldigt kostsamt. Det krävs en ganska stor tank med ett tryck på minst 350 bar för att hantera ren vätgas, vilket också innebär en stor säkerhetsutmaning. Idag är vi inte säkra på om sådana stora tankar med rätt tekniska egenskaper kan användas, säger Ali Hedayati och fortsätter:

– Kostnaderna och riskerna med att blanda vätgas och metan ombord skulle dessutom helt och hållet belasta fartygsägaren.

Det kan därför vara mer fördelaktigt att blanda och lagra vätgas och metan i hamn snarare än ombord på fartygen. På land innebär den större bränslevolymen mindre logistiska utmaningar, och ur ett säkerhetsperspektiv är det lättare att övervaka och kontrollera risker som vätgasläckage, självantändning och explosioner.

– Men det skulle kräva väldigt stora tankar, minst dubbelt så stora än LNG-tankarna, jämfört med om man blandar bränslet i land. Det är därför svårt att säga vilket alternativ som är bäst, att blanda i land eller ombord.

Förstudien ställer sig tveksam till om HCNG är ett realistiskt alternativt bränsle för sjöfartsindustrin. Även om blandning av vätgas och metan minskar koldioxidutsläppen, är de tekniska utmaningarna för stora och kostnaderna för höga, främst beroende på vätgasens höga pris.

– Om bränslet till hälften består av vätgas, vilket krävs för att effektivt minska utsläppen, kommer bränslet att bli dubbelt så dyrt jämfört med vad rederierna betalar idag. Och om man enbart använder vätgas blir kostnaden tre gånger högre, bara för bränslet. För att detta ska vara genomförbart i framtiden måste priset på vätgas sjunka avsevärt, säger Ali Hedayati.

Förstudien Mixing Hydrogen and Methane as Fuel for Ship Engines har författats av Ali Hedayati, Anders Hjort, Tomas Lönnqvist och Karl Jivén på IVL Svesnka Miljöinstitutet, och Simon Mischke, Alia Oualid Hessissen, Basil P. Thomas, Zhiyuan Li på Chalmers tekniska högskola.